Технологическая карта урока на тему «Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник"

Тема урока	«Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник»
Тип урока	открытия новых знаний
Цель урока:	Расширить представления учащихся о механических колебаниях, сформировать у учащихся представление о колебательном движении.
Задачи  урока:	1.Обучающие: 1) сформулировать понятия: колебание, период, колебательная система, маятник 2)Формировать умения  обнаруживать среди других видов движения – колебательное. 3)Формировать навыки решения качественных задач по теме урока. 2.Личностные. выдвижение идеи, целеполагание и формулирование задачи, выдвижение гипотезы и ее формулировка, выбор способа или метода деятельности, планирование своей деятельности, самоанализ и рефлексия; коммуникативные умения: слушать и понимать других, выражать свои мысли, взаимодействовать в паре, вести обсуждение и дискуссию;   3.Метапредметные. Развитие универсальных учебных действий: навыков самостоятельного приобретения новых знаний, постановке целей, анализа результатов деятельности, развития монологической и диалогической речи.   4.Воспитательные: способствовать формированию ответственного отношения к учению, готовности и мобилизации усилий на безошибочное выполнение заданий, проявить наибольшую активность в их выполнении; воспитать культуру учебного труда, навыков самообразования, экономного расходования времени.
Планируемые результаты	В ходе урока обучающиеся должны научиться: ·                   Выделять главный признак колебательного движения, формулировать определение механических колебаний, распознавать колебательные процессы в окружающем мире, приводить примеры колебательных систем, при этом грамотно выражать свои мысли. ·                    Понимать смысл величин, характеризующих механические колебания: амплитуды, периода, частоты, а также характер зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити; самостоятельно добывать новые знания об этих физических величинах, определяя их экспериментально путем прямых и косвенных измерений. ·                    На основе полученных экспериментальных данных решать простейшие задачи на применение формул, связывающих характеристики колебаний, выражать результаты в СИ.
Автор учебника УМК	А.В. Перышкин, Е.М. Гутник, Дрофа, М.: 2014
Необходимое оборудование	учебник, тетрадь, раздаточный материл, компьютер, электронная презентация, медиа проектор, математический маятник, пружинный маятник, метроном, камертон, модель ДВС, глобус, кристаллическая решетка.
Формы работы учащихся:	Эвристическая беседа с элементами поиска.
Используемые технологии, приемы и методы:	•       технология системно-деятельностного подхода. •       технология проблемного обучения. •       технология сотрудничества. •       технология оценивания учебных успехов.

Форма урока: 

Используемые технологии: ИКТ, исследовательские, проблемно-поисковые, перспективно-опережающего обучения.

План-конспект урока.

1.    Организационный момент 1 мин 

Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Проверяет готовность обучающихся к работе на уроке. Разъясняет, что во время работы на уроке записи будут вестись в рабочих листах.	Проверяют наличие дидактических материалов на своих столах и видимость текста на экране, подписывают рабочие листы
ЭТАП АКТУАЛИЗАЦИИ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ (3 мин):
Организует повторение материала, необходимого при изучении новой темы. Предлагает ученикам вспомнить все о механическом движении.	Ребята по очереди, с места, дают определение механического движения, называют виды движения и его характеристики: путь, перемещение, координату, скорость, ускорение. Формулируют условия движения с постоянной скоростью и ускоренного движения
3. ЭТАП УСВОЕНИЯ НОВЫХ ЗНАНИЙ И СПОСОБОВ ДЕЙСТВИЙ
Опираясь на бытовой и социальный опыт обучающихся, организует их исследовательскую деятельность, в результате которой ребята самостоятельно добывают новую информацию.	Активно участвуют в беседе, формулируют определения и выводы, проводят исследования и осмысливают результаты, получают формулы, отражающие смысл характеристик колебательного движения и связь между ними, ведут записи в рабочих листах.
3.1 Мотивация и создание проблемной ситуации (Слайд  2 – 3)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Объявляет тему урока (Слайд 2). Создает проблемную ситуацию, предлагая ребятам выделить главный признак колебательного движения.	Слушают учителя, формулируют цель урока; убеждаются в актуальности материала о колебательном движении. Пытаются осмыслить, в чем состоит главное отличие колебательного движения от других видов движения.
Учитель: Прослушайте стихотворение Н. А. Заболоцкого « УТРО»  Рожденный пустыней,  Колеблется звук,  Колеблется синий  На ветке паук.  Колеблется воздух,  Прозрачен и чист,  В сияющих звездах  Колеблется лист.  - Такие разные формы проявления материи автор объединяет в одном отрывке. Почему? Что общего у воздуха и листа, звука и паука, кроме рифмы, что их объединяет? ( они движутся, колеблются) Действительно. Это колебание. Оно и будет объектом нашего изучения на уроке. Давайте запишем тему урока: Колебательное движение.  Величины, характеризующие колебательное движение  Сегодня мы поговорим об одном из видов механического движения (Слайд 2). Тема урока перед вами, исходя из нее, попробуем сформулировать цель урока. Кто из вас может это сделать? (Ученик формулирует цель урока, затем она появляется на Слайд 2) Учитель: (Слайд 3) Колебания – самые распространенные процессы в природе и технике. Колеблются ветки деревьев на ветру, маятник часов, автомобиль на рессорах. Биение нашего пульса отражает сокращения сердечной мышцы, и это – тоже колебания. Несмотря на такое разнообразие, все колебания имеют общие признаки и описываются математически одинаковыми уравнениями. Так что же такое колебания? По какому признаку мы сумеем отличить их от других видов движения? Вот это нам и предстоит выяснить.
Работа над проблемой, усвоение новых знаний, их осмысление
Главный признак и определение колебаний. Колебания вокруг нас. (Слайд  4–5)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Организует эвристическую беседу, уточняет определения и формулировки, даваемые учениками.	Активно участвуют в беседе: называют главный признак колебательного движения, формулируют определение колебаний, приводят свои примеры, ведут записи.
Ученики называют главный признак любого колебательного процесса – повторяемость и записывают его в рабочий лист.  Учитель: А теперь, когда мы выделили главный признак колебательного движения, давайте попробуем сформулировать определение колебаний. Ученик: Колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются Учитель: Отлично! Но я добавила бы в это определение концовку: повторяются через определенный промежуток времени. Этот промежуток времени называется периодом, о нем мы будем говорить дальше. (Определение появляется на слайде и записывается в рабочий лист.). Попробуйте привести свои примеры колебаний. Ученики по очереди приводят примеры, затем появляется Слайд 5(примеры колебаний).
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Организует активную познавательную деятельность учеников, проводит эксперименты, создает условия для восприятия и осмысления новой информации.	Делают выводы на основании экспериментов, формулируют определение свободных колебаний, приводят примеры и определяют условия их возникновения, осмысливают информацию о колебательных системах. Ведут записи в рабочем листе
Свободные колебания
Учитель демонстрирует нитяной маятник (сначала колеблющийся свободно, а затем подталкиваемый рукой). Ребята, а чем отличаются те виды колебаний, которые вы увидели? Ученики отмечают, что в одном случае маятник после первоначального воздействия на него движется сам по себе, а в другом на него периодически действуют внешней силой. Учитель: Совершенно верно. Колебания эти разные. Одни из них считаются свободными, а другие – вынужденными. Какие (конкретно)? Ученики указывают, какое колебание является свободным, а какое – вынужденным. Учитель (поясняет, что о вынужденных колебаниях речь пойдет на следующих уроках, а сегодня мы обсуждаем только свободные колебания): скажите, а в моем примере на тело, колеблющееся свободно, действуют какие-либо силы? (Появляется Слайд 6 – заголовок.) Ученики: да, это сила тяжести и сила упругости нити. Учитель (демонстрирует колебания груза на пружине в вертикальной плоскости): а теперь попробуйте назвать силы, действующие на колеблющийся груз на пружине. Ученики: и снова это – сила тяжести и сила упругости пружины. Учитель: а если пружина с грузом совершает колебания в горизонтальной плоскости? Ученики: тогда – сила упругости пружины заставляет груз совершать колебательное движение. Учитель: молодцы, ребята, все верно! А подумайте еще, будут ли действовать силы, если тела покоятся? Если будут, то что можно в этом случае сказать об их равнодействующей? Ученики: силы действовать будут, а их равнодействующая по I закону Ньютона равна 0. Учитель: вы правильно думаете. Эти силы мы будем называть внутренними силами. Если их сумма равна 0, то колеблющееся тело находится в положении равновесия. А что нужно сделать, чтобы вывести тело из положения равновесия? Ученики: подействовать силой. Учитель: да, достаточно подействовать силой однократно, т.е. сообщить телу некоторый запас энергии, который позволит ему совершать колебательное движение. А теперь попробуем обобщить все, о чем мы говорили, и сформулируем определение свободных колебаний. Используем для этого “скелет” (на Слайд 6): Колебания, происходящие под действием……за счет ….., называются свободными. Запишите и прочитайте то, что у вас получилось. Ученики (2–3 человека) проговаривают свои варианты определения, затем оно появляется на слайде. После этого ребятам предлагается привести свои примеры свободных колебаний. Учитель: а теперь давайте определим условия, при которых возникают свободные колебания. Рассмотрим пример с нитяным маятником. Мы с вами уже поняли, какие силы действуют внутри этой колебательной системы. Кто может изобразить эти силы на рисунке и сложить их? Один из учеников на доске выполняет рисунок, показывает силы, действующие на нитяной маятник, когда его отклоняют от положения равновесия, и находит равнодействующую сил, направленную к положению равновесия. Другие ученики выполняют задание в рабочих листах. Учитель: совершенно верно (появляется рисунок на Слайд 6). Мы с вами видим, что результат сложения 2-х сил – равнодействующая , она возвращает маятник к положению равновесия. Мы назовем ее “возвращающей” силой. А какая сила является “возвращающей” для пружинного маятника? Ученики называют силу упругости пружины. Учитель: вот мы и определили одно из условий возникновения свободных колебаний: наличие “возвращающей силы”. А теперь подумайте: что и почему произошло бы, если бы мы поместили любой из маятников, например, в воду? Ученики: колебания бы быстро прекратились из-за очень большого трения. Учитель: вот вам и второе условие: трение должно быть малым. Запишем эти условия (появляются на Слайд 6, ученики записывают), подведем итог (предлагается еще раз осмыслить условия возникновения свободных колебаний, посмотрев анимацию): Анимация со звуком "Условие возникновения и продолжения колебаний" Учитель: Демонстрация: (тело на нити) Назовите мне тела, которые участвуют в колебаниях. Учащиеся дают ответы. Учитель: Система тел, способная совершать колебания называется колебательной системой. Примерами колебательной системы является маятник. Маятники бывают двух видов: нитяной и пружинный.
Величины, характеризующие колебательное движение. (Слайд 8–12)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Организует активную познавательную и исследовательскую деятельность учеников, уточняет формулировки определений и выводов, полученных учениками в результате проведенных ими экспериментов.	Активно участвуют в поисковой работе: осмысливают информацию учителя, проводят исследования, делают выводы на основании экспериментов, формулируют определения, устанавливают функциональные зависимости между величинами, ведут записи в рабочем листе.
Учитель: а теперь поговорим о характеристиках колебательного движения. (На столах у ребят нитяные маятники разной длины. Учитель просит привести их в движение). Вижу, что у вас получились колебания с разным “размахом”. В физике этот “размах” определяется физической величиной, которую называют амплитудой (на Слайд  8 – определение и рисунок). Посмотрите на рисунок: чему в данном случае равна амплитуда (в ус. ед.)? Ученики дают ответ. Учитель: а теперь получите колебания с амплитудой 15 см (Задание 1 наСлайд 8). Молодцы! Вы заметили, что в каждый момент времени колеблющееся тело занимает определенное положение относительно положения равновесия. Введем еще одну характеристику – смещение х (определение появляется на Слайд 8, ученики записывают его). Учитель: а теперь посчитаем. Приготовьте к работе секундомеры своих мобильников. (На Слайд 9 – ЗАДАНИЕ 2 ) Внимательно прочитайте задание и начинайте работать: 1. Отклонив маятник на 15 см от положения равновесия, подсчитайте число n полных колебаний за t = 30 секунд, запишите: n =… 2. Определите время, за которое совершается одно колебание (попробуйте записать формулу). Ребята выполняют исследование, ведут записи. Учитель следит за ходом работы, затем спрашивает нескольких учеников, чему по результатам их эксперимента равно число полных колебаний и время одного колебания. Ребята озвучивают свои результаты. Учитель: ребята, а как вы думаете, почему у вас получились разные результаты? Ученики: наверное, потому, что у нас на партах маятники разной длины. Учитель: да, ваше предположение верно, мы его запомним. А теперь попробуйте проговорить формулу, по которой вы считали время 1-го колебания. Ученики: делили время t на число колебаний n за это время (на Слайд 9 – формула ) Учитель: Только что мы с вами ввели еще одну характеристику колебаний – период Т. Запишем определение и формулу для его вычисления (Слайд  9) Учитель: теперь проведите еще одно исследование, выполнив ЗАДАНИЕ 3 (на Слайд 9 по щелчку): уменьшите амплитуду колебаний в 2–3 раза, подсчитайте число n полных колебаний за t = 30 секунд. Вычислите период. Зависит ли период колебаний от их амплитуды? Запишите вывод. Ученики проводят исследование, выполняют вычисления. Учитель просит 2-3-х учеников озвучить тот вывод, который они записали: период колебаний маятника не зависит от амплитуды. Затем воспроизводится Анимация со звуком "От чего зависит период колебаний математического маятника" , позволяющая подвести итог на данном этапе работы учеников. Учитель: продолжим исследование (на Слайд 10 – ЗАДАНИЕ 4). По результатам ваших измерений попробуйте определить число полных колебаний за 1 секунду. Запишите формулу. Ученики ведут подсчеты числа колебаний за 1с, озвучивают свои результаты, приводят формулу для расчетов. Формула, предложенная учениками, появляется на слайде:  Учитель: молодцы! Мы с вами получили еще одну характеристику колебаний – частоту ν. Далее учитель разъясняет физический смысл циклической частоты. На следующем слайде (Слайд 11) – информация о фазе колебаний. Учитель демонстрирует колебания двух тел в одинаковых фазах и в противофазах (анимации http://physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/mech.htm) . Ученики записывают определение фазы. Учитель: а теперь установим связь между периодом и частотой колебаний (появляется Слайд 12) Ученики делают вывод о том, что период и частота – величины взаимно обратные, записывают соответствующие формулы. Далее аналогичным образом устанавливается связь между периодом и циклической частотой.
4. ЭТАП ПЕРВИЧНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ И СПОСОБОВ ДЕЙСТВИЙ (Слайд 13)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Обеспечивает усвоение приобретенных знаний и способов действий на уровне применения их в измененной ситуации (ученикам предлагается исследовать колебания собственного сердца).	Распознают колебательный процесс по фрагменту электрокардиограммы, применяют полученные знания о колебаниях для самообследования, подсчитывают пульс, вычисляют период и частоту биений сердца в единицах СИ.
(На Слайд  13 появляется фрагмент электрокардиограммы Учитель: мы знаем, что любое движение можно описать словами (вербально), с помощью уравнений или с помощью графика. Посмотрите на этот график: можно ли утверждать, что здесь мы имеем дело с колебаниями? Ученики: да, потому что на графике четко видна повторяемость. Учитель: вы правы, речь идет о колебательном процессе. Это – фрагмент кардиограммы, на ней записаны биения сердца. Графики колебаний мы будем получать на следующем уроке, а пока проведем еще одно исследование – подсчитаем частоту и период колебаний собственного сердца и запишем результаты в рабочий лист. На Слайд 13 появляются данные о том, какой пульс считается нормальным. Здесь же прописана последовательность действий учеников. Ребята самостоятельно проводят исследование и записывают его результаты. Задача (колибри)
5. Первичная проверка понимания
Самостоятельная работа с самопроверкой.                                                         Мини-тест 1 вариант 2 вариант 1. Колебания – это движения тела… 1.      Из положения равновесия. 2.      По кривой траектории. 3.      В вертикальной плоскости. 4.      Обладающее той или иной степенью повторяемости во времени. 1. Интервал времени, за который совершается одно полное колебание, – это… 1.      Смещение. 2.      Частота. 3.      Период. 4.      Амплитуда. 2. Число полных колебаний за 1 с определяет … 1.      Смещение. 2.      Частота. 3.      Период. 4.      Амплитуда. 2. Наибольшее отклонение тела от положения равновесия – это… 1.      Смещение. 2.      Частота. 3.      Период. 4.      Амплитуда. 3. Частота свободных колебаний пружинного маятника равен 10 Гц. Чему равен период колебаний? 1.      5 с. 2.      2 с. 3.      0,1 с. 4.      10 с. 3. Период свободных колебаний нитяного маятника равен 5 с. Чему равна частота его колебаний? 1.      0,2 Гц. 2.      20 Гц 3.      5 Гц. 4.      10 Гц. 4. За 6 секунд маятник совершает 12 колебаний. Чему равна частота колебаний? 1.      0,5 Гц 2.      2 Гц 3.      72 Гц 4.      6 Гц 4. За 5 секунд маятник совершает 10 колебаний. Чему равен период колебаний? 1.      0,5 с 2.      2 с 3.      5 с 4.      50 с . Вариант 1: 4,2,3,2. Вариант 2: 3.4,1,1.
6. ЭТАП ПОДВЕДЕНИЯ ИТОГОВ УРОКА И РЕФЛЕКСИИ (4 мин.)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Подводит итоги урока, оценивает успешность достижения цели урока.	Осмысливают свою деятельность на уроке, проводят самооценку
Учитель: а теперь давайте подведем итоги работы. Подумаем, что нам удалось, а что – нет. На мой взгляд, мы с вами очень продуктивно поработали, думаю, что никому из вас не было скучно на этом уроке. А как вы оцениваете свою работу? Чем полезен для вас изученный материал? (Слайд 14) Ребятам предлагается оценить свою работу 1-2 предложениями, начиная их словами: 1 2 3 Сегодня я научился…. Мне было интересно (или нет), потому что… Во время работы я испытывал затруднения, так как …  Ученики делают записи в рабочих листах, заполняя только 1 столбец (по своему усмотрению) после чего сдают рабочие листы учителю для оценивания.
6. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (2 мин.)
Деятельность учителя	Деятельность учеников
Разъясняет Д/З: предлагает повторить материал по опорному конспекту, выполнить в тетрадях любые 2 задания из ОК, прочитать § 24–26.,выполнить лабораторную работу	Получают у учителя опорные конспекты, просматривают задания, предложенные в опорном конспекте для самопроверки.
Учитель (после объявления Д/З): Я хочу вам пожелать меньше колебаний в вашей жизни. Шагайте по дороге знаний уверено.